固态电池是下一代锂电池升级方向

1、固态电池产业概述

固态电池主要由固态电解质、正负极活性物质组成。传统锂离子电池的电解质为液态电解质，液态电解质存在易泄漏、热稳定性差、电池内部短路引起起火爆炸等一系列安全隐患，固态电解质相比传统液态电解质具有安全性高、能量密度大、循环性能好、工作温度范围宽、回收方便等优点，固态电解质锂离子电池是当今储能领域的研究热点之一。

根据中研普华产业研究院撰写的《2025-2030年中国固态电池行业运营态势及未来投资方向咨询报告》显示：

按照电解质材料的选择，固态电池可以分为聚合物、氧化物、硫化物三种体系电解质，其中，聚合物电解质属于有机电解质，氧化物与硫化物属于无机陶瓷电解质。按照正负极材料的不同，固态电池分为固态锂离子电池与固态锂金属电池，其中固态锂离子电池沿用当前锂离子电池材料体系，使用石墨或硅碳材料作为负极、使用复合材料作为正极，而固态锂金属电池则以金属锂为负极。

图表：固态电池分类

资料来源：中研普华产业研究院整理

2、行业发展历程

固态电池行业迄今主要经历三个发展阶段。

1.早期探索：追溯到20世纪70年代，全球能源危机促使科研人员积极寻找新型储能技术，固态电池的概念由此诞生。当时，科学家们主要聚焦于固态电解质材料的研究，如聚氧化乙烯(PEO)基固态电解质的首次合成，为后续固态电池的发展奠定了理论基础，但由于材料性能限制，并未取得实质性突破。

2.技术突破阶段：随着材料科学的迅猛发展，21世纪初迎来了固态电池技术的关键转折点。新型固态电解质材料不断涌现，如硫化物固态电解质凭借其超高的离子电导率，在提升电池性能方面展现出巨大潜力;氧化物固态电解质则以其良好的化学稳定性和高电压耐受性，成为固态电池研发的热门方向。这些材料的突破，使得固态电池的能量密度、循环寿命等关键性能指标得到显着提升。

3.商业化探索期：近年来，固态电池技术逐渐从实验室走向市场。多家知名企业纷纷布局固态电池生产线，开启小批量生产和市场验证工作。例如，丰田汽车在固态电池研发上投入大量资源，并计划在未来几年内推出搭载固态电池的量产车型;国内的孚能科技也在半固态电池领域取得重要进展，实现了部分产品的量产供货，标志着固态电池正式迈向商业化应用的新阶段。

3、政策支持固态电池行业发展

近年来，国家出台了一系列产业政策指引和股利固态电池发展。2020年10月国务院发布《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》，首次将固态电池研发上升到国家战略层面，将其列为行业重点发展对象;2023年工业和信息化部等六部门发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》，提出加快固态电池研发和标准体系研究;2024年2月工信部进一步提出固态电池新要求，单体能量密度要在300Wh/kg以上，循环寿命超过1000次。

图表：固态电池行业相关政策

资料来源：中研普华产业研究院整理

4、固态电池是下一代锂电池升级方向

从性能对比来看，理论上，固态电池在离子电导率、能量密度、耐高压、耐高温、循环寿命等各项指标均优于液态电池，兼顾了传统液态锂电池无法兼顾的高能量密度和高安全特性，成为电动汽车的理想电池。固态电池具有高能量密度和高安全性两大显著优势，有望成为下一代高性能电池。

固态电池的优势，主要体现在：

（1)高安全性：高安全性是固态电池的首要优势。传统液态电池在大电流下工作负极有可能出现锂枝晶，从而刺破隔膜导致内部短路;液态电池采用有机电解液，当电池在温度过高或内部短路等异常情况下，存在自燃甚至爆炸的危险。固态电池采用固态电解质，固态电解质具有不易燃、耐高温、化学活性低等特性，且能够有效抑制锂枝晶生长。因此，固态电池能够大幅提升电池的安全性。

(2)高能量密度：传统液态电池的能量密度已经接近350Wh/kg的理论极限。固态电池的电化学窗口宽，能够承受更高的电压(5V以上)，材料可选择的范围更广。因此，可以通过采用高比容量的正极、负极材料，使得能量密度达到500Wh/kg甚至更高。

(3)体积小：传统液态电池需要使用隔膜和电解液，二者占据了电池中近40%的体积和25%的质量。固态电池使用固态电解质取代液态电池的隔膜和电解液，正负极之间的距离可以缩短到只有几到十几个微米，从而大幅降低电池的厚度。因此，同样的电量，固态电池的体积将变得更小。

(4)宽温区运行：目前的电动车在冬季续航里程下滑明显，主要原因在于液态电解质在冬季流动性下降。固态电池可以在更广泛的温度范围内(-30℃至100℃)稳定工作，尤其是在低温环境下，其性能表现更为优异，成为解决电动车冬季续航里程的利器。

欲了解更多行业的市场数据及未来行业投资前景，请点击查看中研普华产业研究院报告《2025-2030年中国固态电池行业运营态势及未来投资方向咨询报告》。